鉬銻抗比色法測定枳殼中全磷含量的不確定度評估

◎ 李詩琴，劉俊俊，谷云龍，萬建春，李仕祥，熊利華

（南昌海關(guān)技術(shù)中心，江西 南昌 330038）

我國枳殼根據(jù)分布地域和主栽品種分為湘枳殼、川枳殼、江枳殼和浙產(chǎn)枳殼（蘇枳殼和溫枳殼）4類。湘枳殼的基原植物主要為黃皮酸橙；川枳殼的基原植物主要為酸橙；江枳殼的基原植物主要為臭橙；蘇枳殼的基原植物為代代酸橙；溫枳殼基原植物為朱欒[1]。

磷化物是植物生長所必需的原料，對促進(jìn)細(xì)胞分裂和植物根系發(fā)育、加快根系和地上部生長具有重要作用。分析植物中磷元素含量為診斷作物營養(yǎng)水平、指導(dǎo)施肥、了解肥料利用率提供重要參考，因此植株中全磷含量的檢測已經(jīng)成為植株檢測中必測項目之一[2]。

測量不確定度是對測量結(jié)果的定量表征，測量結(jié)果的可用性很大程度上取決于其不確定度的大小[3]。本文對紫外分光光度計測定枳殼中全磷含量進(jìn)行系統(tǒng)研究，根據(jù)《測量不確定度評定與表示》（JJF 1059.1—2012）[4]和《化學(xué)分析測量不確定度評定》（JJF 1135—2005）[5]中有關(guān)規(guī)定建立數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行不確定度的分析和評定，找到影響不確定度分量的主要因素，進(jìn)而有效控制重要環(huán)節(jié)，提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性[6]

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

枳殼，購于農(nóng)貿(mào)市場；磷標(biāo)準(zhǔn)品（1 000 μg·mL-1）；硫酸；過氧化氫；抗壞血酸左旋；二硝基酚指示劑；氫氧化鈉；鉬酸銨；酒石酸銻鉀。

1.2 儀器與設(shè)備

TU-1901紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限公司；CEM Mars6 Xpress高處理量高壓微波消化器，培安科技；BSA224S電子天平，賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；UFE500A0鼓風(fēng)干燥箱；德國Memmert。

1.3 實驗方法

依據(jù)《植株全磷含量測定 鉬銻抗比色法》（NY/T 2421—2013），將風(fēng)干枳殼樣品剪碎縮分后，在鼓風(fēng)干燥箱中烘干至易磨碎狀態(tài)，冷卻后粉碎，過0.25 mm篩備用。稱取0.5 g試樣，樣品采用高處理量高壓微波消化裝置經(jīng)硫酸和過氧化氫溶液消化，消化液加二硝基酚指示劑與鉬銻抗顯色劑反應(yīng)生成磷鉬藍(lán)，用1 cm比色皿在700 nm波長處進(jìn)行比色測定。標(biāo)準(zhǔn)曲線配制濃度為0.00 mg·L-1、0.10 mg·L-1、0.20 mg·L-1、0.40 mg·L-1、0.60 mg·L-1、0.80 mg·L-1和1.00 mg·L-1，根據(jù)相應(yīng)磷的質(zhì)量濃度計算試樣中磷含量。

2 分析和量化不確定度分量

2.1 樣品質(zhì)量m引入相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(m)

一般電子天平引入的不確定因素有最大允差、變動性和浮力。由于樣品稱重時均是按常規(guī)在空氣中進(jìn)行的，因此不考慮浮力修正。根據(jù)天平的計量校準(zhǔn)證書的參數(shù)，求得樣品質(zhì)量引入的相對不確定度如表1。

表1 電子天平引入的不確定因素表

樣品稱量質(zhì)量為m=0.500 0 g，其相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

2.2 測量結(jié)果重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(xˉ)

重復(fù)測定試樣中磷的含量6次，測定結(jié)果見表2。

表2 樣品中磷含量的測定結(jié)果表

按A類評定試驗重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(X)，磷含量測定引入的不確定度為

重復(fù)測試引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

2.3 磷標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和稀釋引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(C)

2.3.1 磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的相對標(biāo)準(zhǔn)值的不確定度

由磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書中可知濃度為1 000 μg·mL-1時的相對不確定度為0.7%，擴(kuò)展因子k=2，故磷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的相對標(biāo)準(zhǔn)值的不確定度

2.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋過程的不確定度

標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋過程：用1 000 μL的移液槍準(zhǔn)確吸取250 μL磷標(biāo)準(zhǔn)溶液置于50 mL容量瓶中，加水定容，渦旋混勻，得到5.0 μg·mL-1的磷標(biāo)準(zhǔn)中間儲備液。

標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋引起的合成不確定度

則相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(C)為

2.4 移取磷標(biāo)準(zhǔn)溶液體積引入的不確定度urel(V)

用5 000 μL移液槍移取磷標(biāo)準(zhǔn)中間溶液1.0 mL、2.0 mL、4.0 mL、6.0 mL、8.0 mL和10.0 mL，按三角分布，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為（5 000 μL移液槍允許誤差為±0.6%[7]）。

6次移取標(biāo)準(zhǔn)中間溶液的相對不確定度可近似用其均方根計算為

2.5 定容體積引入的不確定度

按方法要求處理樣液的過程中，定容體積這一環(huán)節(jié)引入的不確定度來源于試樣消化液定容體積、測定用消化液定容體積、試樣顯色液定容體積3個方面。根據(jù)《常用玻璃量器檢驗規(guī)程》（JJG 196—2006）[8]規(guī)定，查得不同檢定點所對應(yīng)的允許誤差，見表3。并按公式計算出使用不同的玻璃量器所產(chǎn)生的相對不確定度。方法過程均考慮了溫度為20 ℃和水體積膨脹系數(shù)為2.1×10-4℃-1下定容體積引入的不確定度，見表4[8]。

表3 玻璃量器的容量允差表

表4 定容體積引入的不確定度表

2.6 分析儀器引入的不確定度urel(qua)

根據(jù)儀器檢定證書給出的U=0.5%（k=2），其相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

根據(jù)不確定度匯總表（表5），各不確定度分量互不相關(guān)，合成相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

表5 不確定度匯總表

4 擴(kuò)展不確定度評估與結(jié)果的表示

在沒有特殊要求的情況下，按國際慣例，取擴(kuò)展因子k=2，則擴(kuò)展不確定度為

檢測枳殼中全磷含量的結(jié)果可表示為X=（0.508±0.034）g·kg-1，k=2。

5 結(jié)論

樣品采用高處理量高壓微波消化裝置經(jīng)硫酸和過氧化氫溶液消化，消化液加二硝基酚指示劑與鉬銻抗顯色劑反應(yīng)，生成磷鉬藍(lán)，用紫外可見分光光度計進(jìn)行測定。根據(jù)JJF 1059.1—2012建立數(shù)學(xué)模型，分析不確定的來源，計算各不確定度的分量，最后合成擴(kuò)展不確定度。結(jié)果表明，當(dāng)枳殼中全磷含量為0.508 g·kg-1時，其擴(kuò)展不確定度為±0.034 g·kg-1（k=2）。本方法主要不確定度來源為樣品重復(fù)性測定和標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和稀釋，相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為0.013 6和0.030 8。因此在實驗過程中有效地控制樣品重復(fù)性測定和標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和稀釋等重要環(huán)節(jié)，可以提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。